传统的CAE软件的图形界面在面对较复杂节点模型时总有力不从心的感觉,而使用CAD类软件则可解决此类问题,小编的初衷是希望建模的操作问题不要成为结构工程师烦恼,如果各位读者老爷还有兴趣,可持续关注本专题《零基础节点分析进阶之路》。
空间钢网架结构由于其结构占用空间小,平面布置灵活,建筑造型新颖、轻巧,被大量应用于中大跨度的体育馆、展览馆、大会堂、影视剧、车站等建筑中。而焊接球节点是钢网架结构中常用的节点之一,其具有大跨距,强度大,重量轻,造型美观,无需支撑等特点。
在设计过程中,焊接球节点需要用通用有限元分析软件(如abaqus)进行分析。而abaqus建立三维节点模型比较复杂。故我们考虑采用Rhino进行建模导入abaqus进行计算。
犀牛建三维节点
首先,我们在rhino中用line指令将焊接球节点钢管的中心线建立进去,如下图所示。
其次,用tube指令将钢管沿中心线建立,如图所示。
之后,用sphere指令将球根据中心点建立,如图所示。
此时,我们用clippingplane指令可以发现,钢管依然是贯通到中心点的。
需要BooleanSplit用外球将钢管切割,切割后的效果如下图所示。
此时我们将截平面删掉,便可以得到一个焊接球节点。
应用
那么建好的三维节点有什么用呢?接下来我们从两个方面进行介绍。
System 1
应用一,你可以选择将模型导入abaqus进行分析。
首先选中你建立好的节点,输入指令export,保存类型选择IGES(*.igs)格式即可。
在abaqus中点击文件——导入——部件,选择刚刚保存的IGES格式的文件即可,效果如下图所示。
System 2
应用二,你可以选择一键生成三视图和便于施工理解的轴测图,导入cad进行后续处理。
在犀牛perspective视图中,将视角旋转成生成轴侧图的视角,如下图所示。
用make2d指令,并按下图选择,生成轴测图。
在top视图中即可找到如下图所示生成的轴测图。
依然用make2D指令,并按下图所示选项选择,生成三视图。
将图层的颜色修改后,即可得到下图所示的三视图。
将三视图和轴测图选中,用export指令,选择dxf格式导出,并在cad导入,即可得到如下图所示的效果,直接在上面进行文字,剖切符号,图名等编辑,可以大大提升画图速度。
grasshopper建三维节点
上面演示了建立一个三维节点及其应用的情况,但如果我有很多个三维节点,或者我的三维节点需要反复修改呢?
小编我打开了终极武器grasshopper,按照犀牛建模的思路拉了下面一组电池。
此时,我们可以任意更改螺栓球半径,壁厚,钢管半径、壁厚等直接得到模型。
总结
1.焊接三维球节点在犀牛中建模方便快捷,并具备导入abaqus的IGES数据格式,可以直接导入abaqus进行计算分析,避免了abaqus建模麻烦的缺点。
2.犀牛Make2D指令可以获得三维模型的三视图和轴测图,可以输出dxf格式以导入CAD,补充图名,剖切符号,文字等并进行简单修改即可。
3.通过设计的grasshopper电池组,通过指定钢管的中心线、球心以及输入球体和钢管的半径、管壁,直接建立焊接球节点,并且后续可以一键修改节点。
综上所述,通过该方法极大地节约了焊接球节点建模和画图时间,让工程师有更多的时间关注结构设计本身。
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